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Six Sigma

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Six sigma Symbol

Six Sigma (6σ) ist eine Methode des Qualitätsmanagement, um einen möglichst fehlerfreien Geschäftsprozess zu erreichen. Hierbei werden die Anforderungen grundsätzlich aus Kundensicht formuliert.

Der Name Six Sigma leitet sich aus der Statistik ab. Die Zahl 6 definiert dabei den Zielgrenzwert (die gewünschte Genauigkeit oder Toleranz) der Standardabweichung Sigma (σ). Genaueres zum statistischen Hintergrund von Six Sigma findet sich im Abschnitt Statistischer Ansatz zur Prozessbeschreibung in 6σ

Geschichte

Vorläufer von Six Sigma wurden in den 1970ern im japanischen Schiffbau, später in der japanischen Elektronik- und Konsumgüterindustrie eingeführt. Entwickelt wurde Six Sigma Mitte der 80er Jahre in den USA bei Motorola, wobei es mittlerweile weltweit von zahlreichen Unternehmen implementiert wird. Die größte Popularität erlangte die Six-Sigma-Philosophie durch die Erfolge bei General Electric (GE). Diese Erfolge sind stark mit dem Namen Jack Welch verbunden, der damals Six Sigma bei GE implementierte.

Nachdem diese Methode anfangs nur in der Produktion eine Anwendung fand, hat sie in den letzten Jahren immer stärkeren Einzug in Service- und Dienstleistungsunternehmen (Banken, Versicherungen, BackOffices ...) gefunden. Darüber hinaus gibt es inzwischen noch eine dritte Variante von Six Sigma für den Bereich der Software-Entwicklung.

Qualifizierung und Rollen (6σ Belts, etc.)

Um Six-Sigma-Projekte in einem Unternehmen durchzuführen, werden standardisierte Schulungen angeboten, die die Teilnehmer entsprechend ihrer jeweiligen Rolle qualifizieren.

Die Bezeichnungen orientieren sich dabei an japanischen Kampfsportarten. Dadurch soll der hohe Anspruch an Präzision und Professionalität dieser Ausbildung deutlich werden:

  • Der Green Belt leitet kleinere Six-Sigma Projekte mit Einsparungen pro Projekt um die 50 TEUR; Green Belts arbeiten parallel zu ihrem "Tagesgeschäft" zu 20%-50% in Six Sigma-Projekten.
  • Der Black Belt leitet größere Six-Sigma Projekte mit hohem statistischen Anspruch. Die Einsparungen dieser Projekte liegt bei 100 TEUR oder mehr. Ein Black Belt steht häufig als Projektmanager zu 100% Six Sigma-Projekten zur Verfügung.
  • Der Master Black Belt begleitet Projekte oder Projektportfolios als Coach und führt Trainings durch.
  • Der Deployment Champion (kurz Champion), als Repräsentator von Six Sigma, sowie Coach und Mentor der Belts, oftmals selbst ein Black Belt oder Master Black Belt.

Daneben gibt es je nach Unternehmen auch 'inoffizielle' Belt-Farben wie Yellow Belts, White Belts, Blue Belts, Gold Belts und Money Belts mit unterschiedlichen Schulungstiefen, jedoch alle unter einem Green Belt angesiedelt und ohne eigene Projektleitung versehen.

Weitere bedeutende Rollen in Six Sigma Projekten spielen:

  • Der Sponsor als Auftraggeber von Projekten, der die finanziellen Ressourcen und Humankapital (Teammitglieder) für die Durchführung seines/seiner Six Sigma Projekte(s) bereitstellt.
  • Der Controller, der für die finanzielle Beurteilung innerhalb der Projekte verantwortlich zeichnet

Die Six Sigma - Toolbox

Statistischer Ansatz zur Prozessbeschreibung in 6σ

Das besondere an Six Sigma im Vergleich zu anderen Prozessverbesserungsmethoden ist der mathematische Ansatz. Es wird davon ausgegangen, dass jeder Geschäftsprozess als eine mathematische Funktion beschrieben werden kann.

y=f(x)+ε oder y=f(x1, x2,...xn)+ε

Hierbei ist y das Prozessergebnis, x die Prozesseingangsgröße und f die Funktion, die beschreibt, was in dem Prozess mit den Eingangsgrößen x geschieht. ε steht für die nicht durch die Funktion erklärbare Reststreuung.

Anwendbarkeit

Daraus folgt zwingend, dass Six Sigma nur anwendbar auf solche Prozesse ist, deren Parameter sich zweifelsfrei so wirklichkeitsgetreu quantifizieren lassen, dass der Fehler der mathematischen Beschreibung des Prozesses signifikant unterhalb der Fehler liegt, die bei Anwendung von Six Sigma zu beobachten sind.

Diese Einschränkung ist insbesondere dann zu beachten, wenn Quantifizierungen erforderlich sind, denen Klassifizierungen durch Einschätzungen durch menschliche Bewerter zugrunde liegen. Viele Prozesse sind durch solche Abschätzungen praxisgerecht beschreibbar. Die Quantisierungsfehler dabei jedoch meistens so hoch, dass in der Prozessführung 6σ nie mehr erreicht werden kann. Wird diese Einschränkung nicht beachtet, so entsteht nur ein kostspieliger Aufwand zur Befriedigung von Scheingenauigkeit.

Die Hypothese, dass jeder Geschäftsprozess als mathematische Funktion beschrieben werden kann, wird dadurch nicht theoretisch widerlegt. Jedoch kommt in der Praxis angesichts des möglichen Aufwandes für die Anwendung von 6σ die grundsätzliche Voraussetzung zum Tragen, dass der Beschreibungsalgorithmus eine Komplexität aufweisen muss, die der Komplexität des abzubildenden Geschäftsprozesses ausreichend entspricht. Was "ausreichend" bedeutet, wird durch den Anspruch auf Genauigkeit bestimmt, den Six Sigma selbst stellt. Andernfalls wäre die Anwendbarkeit der mathematischen Beschreibung in Implementierungen von Six Sigma nicht überprüfbar. Und die Messung der Prozessparameter muss ebenfalls einen so geringen Fehler aufweisen, dass nach Speisung des Beschreibungsalgorithmus mit den gemessenen Daten noch sinnvolle Aussagen zu Abweichungen im 6σ-Bereich gemacht werden können. Das schränkt in der Praxis die für 6σ hinreichend genaue Beschreibbarkeit zum Beispiel dann ein, wenn Geschäftsprozesse strukturell eng mit sozialen und psychischen Systemen gekoppelt sind.

Diese Bedingung ist bei sehr vielen Geschäftsprozessen in Unternehmen anzutreffen und begrenzt ihre Beschreibbarkeit ganz erheblich. Ein Indikator zur Identifizierung mathematisch nur sehr grob beschreibbarer Geschäftsprozesse ist, wenn von den an dem Geschäftsprozess beteiligten Menschen "weiche" Eigenschaften wie "Durchsetzungsfähigkeit", "soziale Kompetenz" usw. gefordert werden. Der Aufwand zur Messung und Beschreibung solcher Prozesse mit einer für 6σ ausreichenden Genauigkeit ist nicht bezahlbar. Hier bieten sich als Alternative die Verfahren aus dem Bereich der unscharfen Logik an.

Varianz und Mittelwerte in 6σ

In aller Regel kommt es bei Prozessen zu nicht gewollter Varianz in den Prozessergebnissen und oft auch zu unerwünschten Mittelwerten. Six Sigma versucht durch eine Vielzahl von Werkzeugen die Ursachen für die unerwünschte Varianz und Mittelwertlage zu ermitteln. Daraus resultiert ein Verständnis für den Prozess, der es ermöglicht, mit Hilfe der Veränderung der Eingangsgrößen vorherzusagen, welches Prozessergebnis erzielt wird. Dies ist ein streng deterministischer Ansatz. Aus Basis des erlernten Prozessverständnisses werden dann Prozessverbesserungen eingeleitet, die sehr oft zu enormen Wertschöpfungszuwächsen führen.

Standardabweichung 6σ

Das Ziel dieser Methode ist bereits in ihrem Namen angelegt. Prozesse sollen so verbessert werden, dass die Standardabweichung der Prozessergebnisse langfristig auf jeder Seite des Mittelwertes 6 mal in die Anforderungsgrenzwerte passen. Dabei würden dann 3,4 Fehler auf eine Million Fehlermöglichkeiten erwartet. 

   1     691.462          30,85375%
   2     308.537          69,14625%
   3      66.807          93,31928%
   4       6.210          99,37903%
   5         233          99,97673%
   6           3,4        99,99966%

   Sigma     DPMO          Prozent

Sigma steht als Symbol für die Standardabweichung, DPMO steht für Defects per million opportunities (Fehler pro eine Million Fehlermöglichkeiten) und die Prozentzahl gibt die prozentuale Fehlerwahrscheinlichkeit an.

In der Produktion bedeutet dies, dass praktisch eine Nullfehlerproduktion vorliegt. Nach Schätzungen liegen die übrigen Qualitätsmanagementmethoden ohne Six Sigma bei Ausbeuten im Bereich von 3σ bis 4σ. Bessere Ergebnisse werden mit herkömmlichen Prozessverbesserungsmethoden nur für schwer möglich gehalten. Für einige kritische Bereiche sind selbst 6σ noch zu fehleranfällig, z. B. bei Fluggesellschaften oder Elektrizitätsunternehmen..

Gaußsche Normalverteilung in 6σ

Six Sigma unterstellt, dass Prozessergebnisse der Gaußschen Normalverteilung folgen. Gelegentlich sind die Prozessergebnise aber nicht normalverteilt. Für Poisson- oder Binärverteilungen gibt es Werkzeuge zur Ermittlung der Prozessfähigkeit. Wenn kontinuierliche Prozessergebnisse nicht normalverteilt sind, können sie meist nach der Anwendung Transformationsverfahren (Johnson oder Box-Cox) untersucht werden. Wenn das nicht gelingt, ist kein brauchbarer Sigma-Level zu ermitteln.

Verwirrend ist, dass bei 6 Standardabweichungen eigentlich weniger als 1 Fehler auf eine Milliarde Fehlmermöglichkeiten erwartet würden. Bei Six Sigma wird allerdings zwischen Kurzzeit- und Langzeitfähigkeit unterschieden. Der Sigma Level entspricht der Langzeitfähigkeit. Bei der Langzeitfähigkeit wird unterstellt, dass eine Verschiebung (drift and shift) von 1,5 Standardabweichungen stattfindet. Diese Verschiebung wurde empirisch ermittelt und ist nicht immer richtig. Die Prozessfähigkeit 6 Sigma entspricht somit einer Fehlererwartung, die sich aus 4,5 Standardabweichungen ergibt.

Six Sigma stellt eine große Anzahl von Management- Projekt- und Statistikwerkzeugen zur Verfügung, die weder leicht zu erlernen noch anzuwenden sind.

6σ Kernprozess DMAIC

Die am häufigsten eingesetzte Six Sigma-Methode ist der sogenannte 'DMAIC'-Zyklus. Hierbei handelt es sich um einen Projekt- und Regelkreis-Ansatz. Der DMAIC Kernprozess wird eingesetzt, um bereits bestehende Prozesse messbar und nachhaltig zu verbessern. Siehe auch: Artikel DMAIC

D = Define

In dieser Phase wird der zu verbessernde Prozess definiert und das Problem mit diesem Prozess beschrieben. Dies geschieht meist in Form einer Projektcharta. Diese beinhaltet außerdem:

  • den gewünschten Zielzustand,
  • die vermuteten Ursachen für die unerwünschte Mittelwertlage und Streuung,
  • eine Projektbeschreibung (Mitglieder, Ressourceneinsatz, Zeitplanung)

Neben der Projektcharta werden meist Werkzeuge wie:

  • SIPOC (Supplier, Input, Process, Output, Customer) - hier werden u.a. die Kundenanforderungen messbar formuliert
  • CTQ-Baum (Critical to Quality) - Beschreibung, welche messbaren kritischen Parameter qualitätsbestimmend sind
  • VoC (Voice of the Customer) - Methode, um sicher an die Kundenanforderungen zu gelangen

verwendet.

M = Measure

In dieser Phase geht es darum, festzustellen, wie gut der Prozess wirklich die bestehenden Kundenanforderungen trifft. Sie beinhaltet eine Prozessfähigkeitsanalyse die meist als Ergebnis den Sigma-Level ausweist. Weitere Werkzeuge in dieser Phase:

  • Processmap,
  • Ishikawa-Diagramm - zur Bestimmung der ersten Hypothesen zu Ursache-Wirkungszusammenhängen,
  • C&E-Matrix (Causes & Effects) - weiteres Werkzeug zur Aufstellung von Hypothesen zu Ursache-Wirkungszusammenhängen,
  • Datenerhebungsplanung

A = Analyse

Hierbei werden die vorher aufgestellten Hypothesen mit Hilfe von statistischen Hypothesentests geprüft. Außerdem wird an dieser Stelle die mathematische Funktion bestimmt, die den Prozess mathematisch beschreibt. Hier werden sowohl passive Methoden mit historischen Daten als auch durch Experimente ermittelte Erkenntnisse verwandt. Das hierfür am weitest verbreitete Softwarehilfsmittel ist Minitab. Der Name ist irreführend, diese Programm ist ein enorm leistungsstarkes Statistikwerkzeug. Zur Analyse von Messsystemen verwendet man in Six Sigma die sogenannte Messsystemeanalyse (Measurement System Analysis), kurz MSA.

I = Improve

Nachdem verstanden wurde, wie der Prozess funktioniert, wird nun die Verbesserung geplant, getestet und schließlich eingeführt. Hier werden Werkzeuge angewandt, die auch außerhalb von Six Sigma weit verbreitet sind:

  • Brainstorming und andere kreative Techniken zur Erzeugung von Lösungsideen
  • FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) - Methode zur Ermittlung von Implementierungsrisiken der Verbesserungsideen

C = Control

Der neue Prozess wird mit statistischen Methoden überwacht. Dies geschieht überwiegend mit SPC(statistical process control)-Regelkarten.

Der Aufwand bei der Durchführung eines DMAIC ist so groß, dass sich die Durchführung erst lohnt, wenn die zu erwartenden Wertschöpfungszuwächse aus dem verbesserten Prozess höher als 30.000 EUR ausfallen. Man strebt eine Projektlaufzeit von 90 Tagen an, diese wird allerdings eher selten erreicht. Die Regel dürften 180 Tage sein.

Design for 6σ

In Six Sigma Unternehmen wendet man teilweise auch abgewandelte DMAIC Prozesse an, die unter dem Begriff Design for Six Sigma zusammengefaßt werden. Hierbei werden keine bestehenden Prozesse verbessert, sondern neue Prozesse geschaffen.

Anwendung von 6σ

Six Sigma findet heute in vielen Industriebereichen, aber auch im Dienstleistungssektor - beispielsweise bei Banken Anwendung. Insbesondere einige der Unternehmen, die selbst nach 6 Sigma arbeiten, erwarten von ihren Lieferanten Nachweise über Six Sigma-Qualität in den Produktionsprozessen, mit denen bewiesen werden soll, dass der Zulieferer seine Waren qualitativ hochwertig produziert. Hierbei taucht allerdings immer wieder die Schwierigkeit auf, dass unterschiedliche Definitionen der Fehlermöglicheiten die Vergleichbarkeit erschwert. Eine interessante Anwendung von Six Sigma in der Logistik findet sich bei den Dabbawala in Mumbai (Indien), die eine Liefergenauigkeit von bis zu 6σ erreichen.

6σ Implementierungshistorie

Literatur

  • Herbert Hofer, Sven Horsak, Christian Miller, Andreas Wassermann: Six Sigma - Ein Modell für kleinere und mittlere Kreditinstitute?.
Bankakademie Verlag GmbH 2005 ISBN 3937519491
zum Buch: Six Sigma ist eine Qualitätsmanagementmethode, die in Industrieunternehmen bereits erfolgreich etabliert und verbreitet ist. Im Laufe der letzten Jahre wurden auch Dienstleistungsunternehmen und Großbanken auf Six Sigma aufmerksam und feiern damit beachtenswerte Erfolge. Der vorliegende Titel betrachtet Six Sigma zum ersten Mal speziell aus Sicht der kleineren und mittleren Kreditinstitute. Es wird die Frage beantwortet, ob auch diese Bankengruppe von Six Sigma profitieren kann und welche Voraussetzungen für eine Implementierung vorhanden sein müssten. Nach einer Einführung mit der zugrunde liegenden Problematik, dem Untersuchungsziel und der Methodologie der Arbeit folgt eine theoretische Darstellung des Six-Sigma-Konzeptes mit seiner Entwicklung, Grundlagen, Werkzeugen und Anforderungen. Um die Titelfrage beantworten zu können, werden die Ansichten von hochrangigen und einschlägigen Experten umfassend vorgestellt und analysiert.
  • Armin Töpfer et al.: Six Sigma. 3. Aufl. Springer, Berlin 2004 ISBN 3540218998
zum Buch: Der Herausgeber Armin Töpfer ist Professor an der TU Dresden. Dieses Buch zeigt Grundlagen von Six Sigma auf und geht zudem sehr stark auf die Umsetzung in der Praxis ein. Zu diesem Zweck beschreiben zahlreiche Autoren aus verschiedenen Unternehmen ihre Six-Sigma-Ansätze und Erfahrungen.
  • Kjell Magnusson, Dag Kroslid, Bo Bergman: Six Sigma umsetzen. Hanser Fachbuch 2004 ISBN 3446216332
zum Buch: Die drei Autoren sind Experten auf dem Gebiet des Qualitätsmanagements. Das Buch, das ursprünglich auf Englisch erschien, gibt eine ausführliche Einführung in die Begriffswelt rund um Six Sigma und weist auf mögliche Probleme bei der Umsetzung hin. Die aktuellen Auflagen enthalten zudem zahlreiche Unternehmensbeispiele. Ebenso ist eine CD-ROM mit nützlichen Programmen beigefügt.
  • Rolf Rehbehn, Zafer Bülent Yurdakul: Mit Six Sigma zu Business Excellence. Strategien, Methoden, Praxisbeispiele. 1. Aufl. Publicis MCD Verlag 2003 ISBN 3895781851 bzw. 2., überarbeitete und erweiterte Auflage, 2005 ISBN 3-89578-261-0
  • Dag Kroslid, Konrad Faber, Kjell Magnusson: Six Sigma. Hanser Fachbuch 2003 ISBN 3446222944
zum Buch: Dieses Taschenbuch beschreibt auf wenigen Seiten knapp und präzise Six Sigma und wie diese Strategie umgesetzt werden kann. Unterstützt wird das Ganze durch zahlreiche Abbildungen, Tipps und Beispiele.
zum Buch: Dieses kleinformatige Taschenbuch (11x15 cm) fasst das Thema in ca. 200 Seiten kurz und prägnant zusammen. Gute Hilfe für den Schreibtisch für den Praktiker im Betrieb; das Buch gibt es auch noch in den Abwandlungen Advanced... für weitere Statistik-Methoden und Team für die Behandlung der "weichen Seite". Beide nur in Englisch erhältlich.
  • W. Achenbach, K. Lieber, J. Moormann: Six Sigma in der Finanzbranche. Bankakademie Verlag GmbH 2005 ISBN 3937519130
zum Buch: Einführung, Erfahrungsberichte und auch Meinungen aus Sicht von Beratern beschreiben die Anwendungsmöglichkeiten in Dienstleistungsunternehmen.
  • Mikel Harry, Richard Schroeder: Six Sigma. Campus 2000.
zum Buch: Einer der modernen Klassiker zum Thema: Die Autoren Mikel Harry und Richard Schroeder entwickelten in den achtziger Jahren bei Motorola den umfassenden Qualitäts-Management-Ansatz Six Sigma. Hier findet sich eine Zusammenfassung des Buches.
  • George Eckes: "The Six Sigma Revolution - How General Electric and Others Turned Process Into Profits". John Wiley & Sons © 2000, 274 Seiten.
  • Craig Gygi, Neil DeCarlo, Bruce Williams, Six Sigma für Dummies, ISBN 3-527-70207-5

Verwandte Kategorien

Statistik Stochastik

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